MÉTODOS E SISTEMAS DE GERENCIAMENTO DE ENERGIA EM SISTEMA DE TRANSPORTE DE CARGA, E VEÍCULO DE TRANSPORTE DE CARGA

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção descreve métodos e sistemas para gerenciamento de energia em sistemas de transporte de carga, visando eficiência logística energética ao transferir energia gerada ao longo do transporte de carga. A presente invenção se situa nos campos de engenharia mecânica e eletrônica, voltada para gerenciamento energético em sistemas automobilísticos com ênfase em transporte de carga.

Antecedentes da Invenção

[0002] O uso crescente de veículos dotados de um certo grau de eletrificação, seja 100% elétrico, híbrido, híbrido plugin, fez com que se buscasse a implementação de fontes de geração de energia elétrica embarcadas no veículo, como por exemplo, a conhecida frenagem regenerativa ou, até mesmo, painéis solares. Com estas fontes de energia é possível utilizar instantaneamente a energia gerada ou armazená-la em uma bateria. Estas soluções são verificadas tanto em veículos comerciais quanto em veículos de transporte de carga.

[0003] Nestes casos, os veículos elétricos contam com um sistema de gerenciamento e controle das fontes de energia, para possibilitar maior eficiência na geração e no uso da energia gerada. Contudo, alguns destes sistemas consideram apenas o contexto de carga atual do veículo, sem utilizar parâmetros passados ou preditivos (futuros). Estas soluções, muitas das vezes, acabam desperdiçando energia elétrica por não a gerenciar devidamente, ao não gerar energia no momento certo ou ao não possuir energia suficiente para uma determinada ação. Por exemplo, para prevenir a vida útil da bateria, o sistema de gerenciamento de energia do veículo é condicionado a dissipar qualquer energia excedente gerada, quando a bateria está em 100% de sua capacidade de carga, evitando a injeção de corrente elétrica nos terminais da bateria. Nestes casos, os veículos contam com bancos de resistores para a dissipação, e consequentemente, o desperdício de energia.

[0004] Ainda, há soluções que direcionam esse excedente de carga gerada até mesmo para a rede elétrica em uma estação de carregamento de bateria, possibilitando o modelo de distribuição de energia que emprega o conceito de Smart Grid. Ainda que existam tais sistemas, um problema a ser resolvido é como otimizar essa capacidade bidirecional, sem comprometer o funcionamento do veículo. Este problema fica ainda mais evidente em veículos e sistemas de transporte de carga, uma vez que neste ramo a logística é um fator considerável, visto que até mesmo a carga que o veículo transporta influencia na decisão do uso da energia gerada e/ou consumida.

[0005] Implementos rodoviários do tipo frigorífico possuem uma fonte de alimentação independente e exclusiva para operar o sistema de controle de temperatura em caixa de carga, utilizando combustível fóssil. A exemplo do documento US2008174174, as caixas de carga dos referidos implementos possuem sistema de reaproveitamento de energia elétrica, sendo que a fonte de energia reaproveita energia térmica ou cinética, sendo transformada em energia elétrica auxiliar que alimenta o sistema de controle de temperatura. No entanto, a energia reaproveitada não é direcionada para a rede elétrica ou conectores que recebem tal energia reaproveitada.

[0006] Por outro lado, o conceito de Smart Grid aplicado a veículos de transporte de carga é apresentado, por exemplo, pelo documento US2020180404A1 que apresenta um implemento frigorífico com um controlador embarcado para gerenciar tanto suprimento quanto demanda de energia entre baterias que alimentam o implemento frigorífico e uma rede elétrica. Para isso, o controlador é baseado na programação de entrega da carga, nas condições de resfriamento do implemento e condições ambientes previstas no interior e no entorno do implemento. Com isso, o controlador executa uma tomada de decisão para transferir uma quantidade de energia proveniente das baterias, sem sacrificar a performance do implemento. Diferentemente da presente invenção, o controlador de US2020180404A1 é desprovido de uma forma de otimizar e maximizar a geração de energia para gerar uma carga adicional e transferi-la à rede.

[0007] O documento US2013231808A1 apresenta um implemento que gera, armazena e distribui energia armazenada para alimentar, por exemplo, sistema de conforto, refrigeração de carga, mecanismos de elevação de plataforma e sistema de descongelamento. A dita energia é proveniente de diferentes fontes disponíveis no implemento, por exemplo, painéis solares, sistema de regeneração em freio e absorvedores de impacto. Com isso, a energia armazenada é alocada para alimentação com base em fatores como horário do dia, temperatura ambiente e condições climáticas, prevendo demandas de energia para o transporte de carga. Ainda que o documento US2013231808A1 mencione a transferência de energia para a rede elétrica, assim como o documento US2020180404A1 , o gerenciamento de energia mostrado em US2013231808A1 é desprovido de uma forma de otimização em termos de geração de energia como sendo excedente à energia para uso no transporte da carga transportada.

[0008] Nesse sentido, carece o estado da técnica de soluções para veículo de transporte de carga que visem otimizar a capacidade bidirecional de energia correlacionada com o transporte de carga, promovendo o uso da energia de forma sustentável aliado com estratégias logísticas em modais de transporte.

[0009] Assim, do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica.

Sumário da Invenção

[0010] Dessa forma, a presente invenção resolve os problemas do estado da técnica ao prover um gerenciamento de energia para sistema de transporte de carga conduzido por um plano definido a partir de uma correlação entre parâmetros do sistema de transporte e configurações de operação, resultando em uma logística energeticamente otimizada.

[0011] Para isso, a presente invenção possui métodos e sistemas de gerenciamento de energia para transferência de uma quantidade de carga em pontos de parada localizados em possíveis rotas do veículo de transporte de carga seguindo o plano logístico energético, sendo a quantidade de carga gerada por fontes de energia embarcadas no veículo. Com isso, a partir da correlação das configurações de operação como parâmetros sendo dados de clima, altimetria, pontos de frenagem e incidência de luz solar nas possíveis rotas, o veículo consume energia ao transportar a carga enquanto sua fonte de energia gera uma quantidade de carga definida e, eventualmente, excedente para transferência no ponto de parada ou uma estação de carga/recarga. Assim, a presente invenção não apenas beneficia o condutor com um tempo de descanso e recomposição no ponto de parada, como também contribui para o meio ambiente ao prover energia ao invés de descartá-la.

[0012] Nesse sentido, em um primeiro objeto, a presente invenção apresenta um método de gerenciamento de energia em sistema de transporte de carga (1 ), sendo o sistema de transporte de carga (1 ) provido de ao menos uma fonte de energia (2), em que, o método de gerenciamento de energia compreende uma etapa de definição de ao menos um plano logístico energético (10) para o sistema de transporte de carga (1 ), a partir de uma correlação (20) entre parâmetros do sistema de transporte (30) e configurações de operação (40)

[0013] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um sistema de gerenciamento de energia em sistema de transporte de carga (1 ), sendo o sistema de transporte de carga (1 ) provido de ao menos uma fonte de energia (2), em que o referido sistema de gerenciamento de energia se comunica com um controlador (104), sendo que o controlador (104) é provido de ao menos um plano logístico energético (10) definido a partir de uma correlação (20) entre parâmetros do sistema de transporte (30) e configurações de operação (40).

[0014] Em um terceiro objeto, a presente invenção apresenta um veículo de transporte de carga (1 ) provido de ao menos uma fonte de energia (2), em que, o veículo de transporte de carga (1 ) é conduzido por ao menos um plano logístico energético (10), sendo o referido plano logístico energético (10) definido anteriormente no método de gerenciamento de energia, em que o veículo de transporte de carga (1 ) compreende um componente de transferência de energia.

[0015] Ainda, em um quarto objeto, a presente invenção apresenta um método de gerenciamento de energia em veículo de transporte de carga (1 ) provido de uma fonte de energia (2) e um componente de transferência de energia, sendo este componente associável com um trocador de energia disposto em um ponto de parada (P), sendo que este método de gerenciamento de energia compreende a etapa de definição de uma quantidade de carga a ser transferida ao trocador de energia com base em um correlacionador (20) de configurações de operação (40); em que, a configuração de operação (40) é ao menos um parâmetro entre: dado de clima, dado de altimetria, ponto de frenagem, incidência de luz solar em rotas possíveis, e/ou uma combinação entre os mesmos; o correlacionador (20) define um plano logístico energético (10); e um controlador (104), provido do plano logístico energético (10) e embarcado no veículo de transporte de carga (1 ), executa o plano logístico energético (10), maximizando a quantidade de carga definida.

[0016] Em um quinto objeto, a presente invenção apresenta um sistema de gerenciamento de energia em veículo de transporte de carga (1 ), sendo que o veículo de transporte de carga (1 ), provido de ao menos uma fonte de energia (2), compreende um controlador (104) provido de um plano logístico energético (10), sendo o controlador (104) embarcado no veículo de transporte de carga (1 ); e um componente de transferência de energia, sendo o componente associável com um trocador de energia disposto em um ponto de parada (P) para transferência de uma quantidade de carga definida com base em um correlacionador (20) de configurações de operação; em que, a configuração de operação (40) é ao menos um parâmetro entre: dado de clima, dado de altimetria, ponto de frenagem, incidência de luz solar em rotas possíveis, e/ou uma combinação entre os mesmos; o correlacionador (20) define o referido plano logístico energético (10); e o controlador (104) executa o plano logístico energético (10), maximizando a quantidade de carga definida.

[0017] Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e serão descritos detalhadamente a seguir.

Breve Descrição das Figuras

[0018] Com o intuito de melhor definir e esclarecer o conteúdo do presente pedido de patente, são apresentadas as seguintes figuras:

[0019] A figura 1 mostra um diagrama esquemático do conceito da presente invenção para gerenciamento de energia em sistema de transporte de carga (1 ), em que, um plano logístico energético (10) é definido com base em uma correlação (20) entre parâmetros do sistema de transporte (30) e configurações de operação (40).

[0020] A figura 2 mostra uma concretização de uma rota possível com pontos de parada (P), onde o veículo de transporte de carga (1 ), seguindo o plano logístico energético (10), transfere uma determinada quantidade de carga a um trocador de energia disposto no ponto de parada (P) localizado após um declive.

[0021] A figura 3 mostra uma concretização do sistema de gerenciamento de energia da invenção para sistema de transporte de carga (1 ), em um declive sendo um trecho de geração de energia (T), com destaque a um dos eixos do sistema de transporte (1 ) provido de sistema de regeneração de energia.

[0022] A figura 4 mostra uma concretização do sistema de gerenciamento de energia em um veículo (1 ) dotado de um controlador (104) embarcado conectado a uma bateria (101 ), por sua vez, ligada à uma fonte de energia externa (103).

[0023] A figura 5 mostra um diagrama de uma concretização do sistema de gerenciamento de energia em um veículo (1 ) frigorífico, de modo que a energia é proveniente não apenas das baterias (101 ), mas também do sistema de painéis fotovoltaicos (100).

[0024] A figura 6 mostra um diagrama de uma concretização do sistema de gerenciamento de energia no veículo frigorífico (1 ) que possui um sistema de frenagem regenerativa (1 10) em ao menos um dos eixos do veículo de transporte (1 )-

[0025] A figura 7 mostra um diagrama de uma concretização do sistema de gerenciamento de energia no veículo frigorífico (1 ), sendo a energia proveniente tanto do sistema de painéis fotovoltaicos (100), quanto do sistema de frenagem regenerativa (110) e/ou das baterias (101 ).

[0026] A figura 8 mostra um diagrama de uma concretização do sistema de gerenciamento de energia aplicado em um veículo de transporte de carga (1 ), assim como mostrado nos diagramas das figuras 4 a 8, em que, o sistema de gerenciamento de energia é capaz de transferir uma carga elétrica de uma das fontes de energia (2) para a fonte de energia externa (103).

[0027] A figura 9 mostra um diagrama esquemático para implementação do algoritmo de transformação (21 ) em um conjunto de recursos (11 ).

Descrição Detalhada da Invenção

[0028] Sistemas de transporte de carga dotados de tecnologia para regeneração de energia por motores elétricos e geração de energia por geradores são capazes de gerar uma energia excedente, sendo direcionada por sistemas de gerenciamento de energia para baterias, ambiente de temperatura controlada, eletrônica embarcada no veículo ou mesmo rede elétrica. Por outro lado, quando o sistema de gerenciamento é desprovido de uma logística relacionada ao consumo e à geração de energia para a rota do sistema de transporte de carga, pode ocorrer um desperdício de energia e desaproveitamento energético durante o transporte da carga.

[0029] Para tanto, em um primeiro objeto, a presente invenção apresenta um método de gerenciamento de energia em sistema de transporte de carga (1 ), sendo o sistema de transporte de carga (1 ) provido de ao menos uma fonte de energia (2), em que, o método de gerenciamento de energia compreende uma etapa de definição de ao menos um plano logístico energético (10) para o sistema de transporte de carga (1 ), a partir de uma correlação (20) entre parâmetros do sistema de transporte (30) e configurações de operação (40) [0030] No âmbito da presente invenção, o sistema de transporte de carga é qualquer tipo de sistema de transporte capaz de ser conduzido por um outro sistema/veículo ou possuindo propulsão própria. Em uma concretização, o sistema de transporte de carga (1 ) se aplica ao modal rodoviário, como um implemento sendo um semirreboque ou reboque acoplado a um veículo trator, uma combinação de veículos de carga, (CVC), um caminhão ou implemento frigorífico. Em uma concretização, o sistema de transporte de carga (1 ) se aplica ao modal ferroviário e aquaviário, como um vagão ou um container. Em uma outra concretização, o sistema de transporte de carga (1 ) é um veículo aéreo.

[0031] Para a invenção, o sistema de transporte de carga (1 ) é provido de uma fonte de energia (2). Em uma concretização, a fonte (2) é um dispositivo de armazenamento de energia elétrica compreendendo ao menos uma bateria ou outro dispositivo recarregável. Em uma concretização, a fonte (2) é um gerador de energia elétrica. Em uma concretização, a fonte (2) compreende uma combinação de baterias e de geradores. Em uma concretização, a fonte (2) é composta por um eixo com sistema regenerativo de tração. Nessa concretização, o eixo possui um motor elétrico que fornece tração total ou auxiliar ao sistema de transporte de carga (1 ). Assim, o sistema de transporte de carga (1 ), não sendo necessariamente elétrico, consome energia durante o transporte da carga e também fornece energia seja por eixo regenerativo, painel fotovoltaico, ou gerador eólico, térmico, químico ou mecânico. Em uma concretização, uma combinação de fontes de energia (2) é embarcada no sistema de transporte de carga (1 ).

[0032] Com isso, quando a carga é transportada pelo sistema de transporte, há consumo e geração de energia. Assim, há uma relação de carga transportada por carga elétrica, a partir da qual a presente invenção visa gerar e/ou transportar uma quantidade de carga elétrica a ser transferida em um ponto de parada (P), sem comprometer o próprio consumo de energia do sistema de transporte de carga (1 ), evitando descarte de energia e otimizando geração de energia.

[0033] Em uma concretização, o ponto de parada (P) é um posto de abastecimento, pátio de caminhões, porto de containers ou uma estação de carregamento. Nessa concretização, um trocador de energia é disposto no ponto de parada (P).

[0034] Para fins da presente invenção, o trocador de energia é um ponto de conexão elétrica configurado para ao menos receber e/ou redirecionar fluxo de carga elétrica. Em uma concretização, o trocador de energia é um terminal conectado a uma rede elétrica, sendo a dita rede dotada de capacidade bidirecional de fluxo energético. Em uma concretização de uma estação de carregamento como ponto de parada (P), a rede elétrica que alimenta a estação é provida de uma infraestrutura do tipo Smart Grid, de tal modo que os terminais de conexão sejam capazes de receber corrente elétrica provida de uma ou mais fontes externas e prover corrente elétrica para uma ou mais fontes externas. Em uma outra concretização, o trocador de energia é uma conexão entre veículos, permitindo abastamento de energia elétrica do sistema de transporte de carga (1 ) para um veículo terceiro.

[0035] Em uma concretização, as transferências de energia do sistema de transporte de carga (1 ) para o trocador de energia atendem a legislações vigentes. Para fins de exemplificação, tais legislações vigentes especificam requisitos e padrões para instalação elétrica do trocador de energia no ponto de parada (P), para as conexões dos chicotes elétricos do sistema de transporte de carga (1 ), e para outras partes que interagem com o sistema de transporte de carga (1 ) e com o trocador de energia, envolvendo as transferências de energia, de forma física e/ou remota. Com isso, a presente invenção provê a tecnologia vehicle-to-grid (V2G), fornecendo energia elétrica do sistema de transporte de carga (1 ) para a rede.

[0036] Para isso, o método de gerenciamento da presente invenção provê uma etapa de definição de um plano logístico energético (10). Em uma concretização, o referido plano (10) descreve pontos de parada (P) ao longo da rota traçada, fluxos energéticos desde a geração, consumo até a transferência em pontos de parada (P). Com o plano logístico energético (10) definido, o sistema de transporte de carga (1 ) é conduzido, consumindo e/ou gerando energia, de forma otimizada ao longo do transporte de carga para que o sistema de transporte de carga (1 ) possua ao menos uma quantidade de energia definida para transferência ao trocador de energia, quando o sistema de transporte de carga (1 ) chega no ponto de parada (P). Em uma concretização, a dita transferência é um descarregamento de carga elétrica. Em uma concretização, a dita transferência é uma descarga parcial ou total de carga elétrica. Em uma concretização adicional, a dita transferência alimenta eletricamente um dispositivo eletrônico ou a própria rede elétrica.

[0037] Em uma concretização, a referida quantidade de carga definida é uma energia excedente, que pode ser transferida, sem afetar o funcionamento do sistema de transporte de carga (1 ). Ou seja, a quantidade de carga definida é uma energia excedente à energia necessária e suficiente para a operação normalizada do sistema de transporte de carga (1 ). Em uma concretização, a fonte (2) do sistema de transporte de carga (1 ) gera uma energia maior do que a energia prevista para consumo do sistema de transporte de carga (1 ).

[0038] Adicionalmente, a presente invenção proporciona o gerenciamento de energia por meio da definição do plano logístico energético (10) com base em uma correlação (20) entre parâmetros do sistema de transporte (30) e configurações de operação (40). Em uma concretização, a dita correlação (10) é realizada de forma computadorizada ou inserida por um operador para condução do sistema de transporte de carga (1 ) seguindo o plano logístico energético (10). Em uma concretização, o plano logístico energético (10) informa ao condutor uma rota com potencial energético para geração de energia, objetivando uma posterior descarga em pontos de parada (P) da rota informada.

[0039] Com isso, em uma concretização, os parâmetros do sistema de transporte (30) podem ser considerados constantes a serem consideradas para definição do plano logístico energético (10), uma vez que, para fins de exemplificação, um certo modelo de veículo consome/gera mais ou menos energia; a carga transportada possui prazo de entrega ou prazo curto de validade ou alto valor, etc; e o sistema de transporte de carga (1 ) é capaz de gerar e armazenar um limite de energia. Em uma concretização, os parâmetros do sistema de transporte (30) se referem a:

[0040] i) modelo do sistema de transporte de carga (1 ): veículo urbano de carga (VUC), caminhão pesado, carreta como um semirreboque, bitrem ou rodotrem, graneleiro, porta contêiner, tanque, implemento frigorífico, entre outros modelos;

[0041] ii) especificação da carga transportada: carga seca, material que demanda proteção contra intempéries, carga seca a granel, produtos paletizados, engradados, caixas, líquidos como água, leite e combustível, além de cargas perecíveis;

[0042] iii) número de eixos do sistema de transporte de carga (1 ): número total de eixos sendo parte providos com suspensor que mantém o eixo suspenso ou em contato com o solo;

[0043] iv) especificação da(s) fonte(s) de energia (2) do sistema de transporte de carga (1 ): bateria, gerador, painel solar, eixo com sistema regenerativo; e

[0044] v) capacidade de carga: peso máximo permitido por eixo, quantidade de carga como energia excedente para transferência, geração, regeneração ou armazenamento.

[0045] Ademais, em uma concretização, as configurações de operação (40) envolvem parâmetros que podem variar durante o transporte da carga, para fins de exemplificação, previsão de trânsito em possíveis rotas, condições de operação do condutor como atenção e descanso, além do estado de carga das baterias (SoC) e uma quantidade de carga excedente para descarga em pontos de parada (P). Assim, as configurações de operação, bem como, os parâmetros do sistema de transporte de carga (1 ) são atualizáveis para atualização do plano logístico energético (10). Em vista disso, em uma concretização, a configuração de operação (40) se refere a um parâmetro de:

[0046] i) origem e destino do sistema de transporte de carga (1 ): parâmetros para estabelecer rotas possíveis e requisitos como energia necessária para o transporte de carga, sendo obtida por abastecimento, carregamento ou regeneração de energia;

[0047] ii) tipo de condução do sistema de transporte de carga (1 ): um nível de automação da direção do veículo, de forma assistente ou autônoma;

[0048] iii) rotas possíveis: rodovias, estradas, vias de transporte que permitem condução do sistema de transporte de carga (1 ) com certas especificações de modelo, largura, altura e comprimento máximos,

[0049] iv) pontos de parada (P) com trocador de energia nas rotas possíveis: estações para carregamento e/ou descarga de uma determinada quantidade de carga, pátios com veículos estacionados que podem receber uma determinada quantidade de carga, postos de abastecimento ou estacionamentos onde a fonte (2) do sistema de transporte de carga (1 ) gera energia mesmo o sistema (1 ) estando estacionado;

[0050] v) tempo máximo do sistema de transporte de carga (1 ) nos pontos de parada (P): prazo de entrega, data de validade de cargas transportadas perecíveis, ou seja, o tempo em que o sistema de transporte de carga (1 ) pode ficar estacionado nos pontos de parada (P), sendo este tempo em função da carga transportada;

[0051] vi) especificação e número dos eixos em contato com o solo: eixo dotado de sistema regenerativo e tração auxiliar, além do número de eixos no solo, uma vez que, em pedágios, são cobradas taxas por eixo no solo como taxas de carga por eixo no solo;

[0052] vii) quantidade de carga: estado de carga gerada e/ou armazenada como energia por meio da fonte de energia (2) no sistema de transporte de carga (1 ) conduzindo a carga transportada; e

[0053] viii) trechos de geração de energia (T) nas rotas possíveis: locais com potenciais energéticos para geração de energia por uma das fontes (2) ou uma combinação das fontes (2), por exemplo, no contexto de aclives ou declives e/ou trechos com maior incidência de luz solar historicamente.

[0054] Com isso, o trecho de geração de energia (T) é uma correlação entre a especificação da(s) fonte(s) de energia (2) e os locais com potencial energético. Em uma concretização da fonte (2) sendo um painel fotovoltaico, são considerados dados de clima e incidência de luz solar das rotas possíveis no parâmetro trecho de geração de energia (T). Em uma concretização da fonte (2) sendo um eixo com sistema regenerativo, são considerados pontos de frenagem e dados de altimetria das rotas possíveis no parâmetro trecho de geração de energia (T).

[0055] Adicionalmente, os parâmetros do sistema de transporte (30) e configurações de operação (40) são parâmetros atualizáveis, além de serem complementados por um gestor de frotas, operador ou condutor do sistema de transporte de carga (1 ). A partir disso, a geração de energia é maximizada, obtendo uma energia excedente sendo transferida em pontos de parada. Assim, o método de gerenciamento de energia da invenção apresenta o plano logístico energético (10) que planeja o transporte de carga e a geração de energia, ambos de forma otimizada para aproveitamento e/ou devolução de energia excedente a uma rede elétrica ou a outro veículo, assim, promovendo segurança do trabalho ao condutor e contribuindo para o meio ambiente.

[0056] Para isso, o método de gerenciamento de energia da invenção realiza a correlação (20) entre os parâmetros para conceber o plano logístico energético (10). Em uma concretização, a correlação (20) é feita entre parâmetros do sistema de transporte (30) e configurações de operação (40). Em uma concretização, a correlação (20) é feita entre as próprias configurações de operação (40). Em uma concretização, a correlação (20) é tabelada previamente. Em uma concretização, a correlação (20) é realizada manualmente. Em uma concretização, a correlação (20) é obtida pela execução de um algoritmo em um correlacionador.

[0057] Em uma concretização, o plano logístico energético (10) é definido com base em uma correlação entre os trechos de geração de energia (T) e as especificações das fontes de energia (2) embarcadas, verificando as quantidades de carga que podem ser geradas nos ditos trechos por meio da regeneração do eixo trativo e/ou por meio da incidência de luz solar nos painéis fotovoltaicos. Em uma concretização, o plano logístico energético (10) é definido com base em uma correlação entre pontos de parada (P) das rotas possíveis e quantidade de carga gerada sendo uma energia excedente, possibilitando uma transferência de uma determinada quantidade de carga ao trocador de energia em cada ponto de parada (P). Em uma concretização, esta última correlação resulta em uma ponderação do plano logístico energético (10) que avalia a transferência da quantidade de carga, verificando se compensa transferir a quantidade de carga no plano logístico energético (10) previsto ou seguir com o sistema de transporte de carga (10) para um outro ponto de parada (P). Em uma concretização, essa ponderação é executada com base em configurações de operação reais ou atualizadas.

[0058] Nesse contexto, o plano logístico energético (10) se baseia em um cruzamento de configurações de operação. Em uma concretização do sistema (1 ) transportando uma carga adicional, dados de clima se relacionam com a carga transportada ao observar que o clima com céu aberto acarreta aumento da geração de energia proveniente da energia solar; e proveniente da regeneração em eixos trativos com maior velocidade de rotação para desaceleração em pontos de frenagem; em que, tais aumentos de geração de energia proporcionam uma energia excedente ainda maior que compensa a carga adicional transportada pelo sistema (1 ), de modo que a energia excedente seja transferida no ponto de parada (P).

[0059] Em uma concretização, as rotas possíveis se relacionam com os pontos de parada (P) e com os trechos de geração de energia (T), haja vista que as rotas, possuindo maior potencial energético por meio dos trechos de geração de energia (T), possibilitam aproveitamento da energia excedente desde que o plano logístico energético (10) possua pontos de parada (P) em locais estratégicos, onde a quantidade de carga determinada para transferência não seja desperdiçada ou descartada. Assim, o plano logístico energético (10) é traçado com base na correlação (20) de rotas com declives em maior número e inclinação, maior peso de carga transportada, maior incidência de luz, obtendo, assim, maior energia excedente para transferência em um próximo ponto de parada (P). Em uma concretização adicional de correlação (20) de parâmetros, os dados de distribuição do peso/massa da carga transportada se relacionam com o tipo de fonte de energia sendo um sistema de regeneração por eixo trativo, de modo que a massa, quando concentrada sobre ou em uma proximidade do eixo trativo em relação a demais eixos no solo, implica aumento significativo da regeneração de energia pelo eixo trativo em pontos de frenagem.

[0060] Dessa maneira, o método de gerenciamento da invenção possui uma etapa de transferência de uma determinada quantidade de carga do sistema de transporte de carga (1 ), sendo esta etapa definida no plano logístico energético (10). Em uma concretização, a determinada quantidade de carga corresponde a uma porcentagem da quantidade de carga definida no plano logístico energético (10). Em uma concretização, a quantidade de carga definida é uma energia excedente, de modo que apenas uma porcentagem da energia excedente é transferida ao trocador de energia disposto no ponto de parada (P). Em uma outra concretização, a determinada quantidade de carga corresponde ao total da energia excedente. Assim, a presente invenção permite a devolução e entrega de energia ao trocador de calor, compartilhando energia em um meio sustentável. [0061] Ainda, o trocador de energia é provido de um contabilizador. Em uma concretização, o próprio sistema de transporte de carga (1 ) é provido de um contabilizador. Em uma concretização adicional, o contabilizador é embarcado na fonte de energia (2) e/ou conectado a um servidor remoto como uma plataforma em nuvem. Com isso, o contabilizador contabiliza a quantidade de carga transferida e converte a quantidade de carga transferida em uma medida de crédito. Em uma concretização, a medida de crédito é um valor em moeda, por exemplo, como um retorno ou cashback. Em uma concretização, a medida de crédito se refere a pontos trocáveis por uma espécie de valor comercial. Consequentemente, a presente invenção proporciona maior segurança e confiabilidade na transferência de carga diretamente ao trocador de energia e na contabilização da carga transferida.

[0062] Em uma concretização, a quantidade de carga contabilizada é convertida em crédito de carbono, em vista da redução da emissão de poluentes ao meio ambiente. Nesse sentido, o método de gerenciamento da invenção incentiva o desenvolvimento sustentável ao relacionar o transporte de carga com a geração de energia. Em uma concretização, o plano logístico energético (10) permite balancear, de maneira energeticamente eficiente, a quantidade de carga transportada com a quantidade de carga gerada a ser transferida em pontos de parada (P).

[0063] Com isso, a presente invenção possibilita, também, a partir da energia elétrica gerada e devolvida na rede com um plano logístico energético determinado, a compensação de energia elétrica durante picos de consumo, que ocorrem normalmente em determinados horários a fim de evitar sobrecarga da distribuição de energia elétrica, além de reduzir custos de tarifas de energia elétrica.

[0064] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um sistema de gerenciamento de energia em sistema de transporte de carga (1 ), sendo o sistema de transporte de carga (1 ) provido de ao menos uma fonte de energia (2), em que o referido sistema de gerenciamento de energia se comunica com um controlador (104), sendo que o controlador (104) é provido de ao menos um plano logístico energético (10) definido a partir de uma correlação (20) entre parâmetros do sistema de transporte (30) e configurações de operação (40).

[0065] Para fins da presente invenção, controlador é um circuito eletrônico programável ou uma unidade de processamento, que permite execução automática de algoritmos. Ainda, o controlador (104) permite inserção de comandos ou entradas introduzidas por um operador, condutor do sistema de transporte de carga (1 ) e/ou gestor de frotas. Com isso, o controlador (104) é capaz de captar dados e aplicar lógicas de tomadas de decisão ao executar os algoritmos.

[0066] Em uma concretização, a conexão entre controlador (104) e o sistema de gerenciamento é uma conexão wireless. Em uma concretização, o controlador (104) é embarcado no sistema de transporte de carga (1 ). Em uma outra concretização, o controlador (104) é disposto em uma plataforma em nuvem sendo provida de ferramentas de Inteligência Artificial que contribuem para as lógicas de tomadas de decisão. Em uma concretização, o controlador (104) é implementado em uma base local; um servidor em nuvem; e/ou no próprio sistema de transporte de carga (1 ). Em uma concretização, o controlador (104) é um sistema misto, sendo composto, de forma complementar entre si, por uma parte embarcado no sistema de transporte de carga (1 ) e uma parte fixa em uma base de monitoramento.

[0067] Em uma concretização, o sistema de gerenciamento da invenção implementa o método de gerenciamento descrito anteriormente ao prover e executar um plano logístico energético (10). Para fins de exemplificação, sem restrição ao escopo da invenção, o referido plano (10) mapeia pontos de parada (P), onde determinadas quantidades de carga são transferidas, de modo que cada quantidade de carga transferida é uma energia excedente proveniente da regeneração em pontos de frenagem ao longo da condução do sistema de transporte (1 ), proveniente da geração de energia em geradores elétricos ou painéis fotovoltaicos; e/ou proveniente de um dispositivo de armazenamento de energia, por exemplo, uma bateria.

[0068] Para isso, o plano logístico energético (10) é definido a partir de uma correlação (20) entre parâmetros do sistema de transporte (30) e configurações de operação (40). Adicionalmente, o plano logístico energético (10) é atualizável, a partir da atualização dos parâmetros do sistema de transporte (30) e das configurações de operação (40). Em uma concretização, os parâmetros (30) e configurações (40) são atualizados por dados captados por sensores embarcados no próprio sistema de transporte de carga (1 ), e/ou por dados coletados por uma base/servidor local, para fins de exemplificação, dados de clima, dados de tráfego, dados dinâmicos em geral. Em uma concretização, o controlador (104) não apenas é provido do plano logístico energético (10), como também é capaz de atualizá-lo ao captar parâmetros (30) e configurações (40) reais ou atualizados.

[0069] Em uma concretização, os parâmetros do sistema de transporte (30) se referem ao modelo, tipo de carga transportada, especificação de fontes de energia disponíveis no sistema de transporte de carga e capacidade de carga tanto como carga para transporte quanto como energia elétrica.

[0070] Adicionalmente, as configurações de operação (40) também são parâmetros que impactam indiretamente ou diretamente na relação entre o transporte da carga e a quantidade de carga a ser transferida nos pontos de parada (P). Em uma concretização, as configurações de operação (40) se referem a rotas possíveis possuindo pontos de parada (P) providos de ao menos um trocador de energia para recebimento da determinada quantidade de carga; e trechos de geração de energia (T) nas rotas possíveis.

[0071] Com isso, a correlação (20) é realizada entre parâmetros (30) e configurações (40), ou entre as próprias configurações (40), definindo o plano logístico energético (10). Assim, o controlador (104), sendo provido do plano logístico energético (10), executa-o, com intuito de que o sistema de transporte (1 ) seja conduzido segundo o plano (10), de forma otimizada tanto energeticamente gerando e transferindo energia quanto logisticamente para o transporte de carga inclusive carga elétrica.

[0072] Dessa maneira, seguindo o plano logístico energético (10), fontes de energia (2) embarcadas no sistema de transporte (1 ) geram uma quantidade de energia definida, sendo uma energia excedente.

[0073] Em uma concretização da fonte (2) sendo um painel fotovoltaico, os trechos (T) para o plano logístico energético (10) são regiões com condições climáticas favoráveis para geração de energia elétrica quando o sistema de transporte (1 ) passar por as ditas regiões. Em uma concretização, as condições climáticas envolvem dados de temperatura externa, previsões meteorológicas, incidência luminosa e/ou irradiância solar. Em uma concretização, as condições climáticas são futuras para os dias nos quais nas rotas possíveis, estimando a energia necessária e suficiente para manutenção e funcionamento do sistema de transporte (1 ). A partir disso, o referido plano (10) estima uma energia excedente à energia estimada como necessária e suficiente.

[0074] Em uma concretização da fonte (2) sendo um sistema de regeneração associado ao eixo trativo do sistema de transporte (1 ), os trechos (T) para o plano logístico energético (10) correspondem a regiões com potencial para gerar energia durante frenagens ou desaceleração, para fins de exemplificação, declives. Com isso, o referido plano (10) incide sobre os trechos (T) com maior aproveitamento dos potenciais de geração de energia.

[0075] A partir disso, o controlador (104) direciona a energia excedente, liberando ao menos uma transferência de uma determinada quantidade de carga do sistema de transporte de carga (1 ) para ao menos um trocador de energia disposto em um ponto de parada (P). Em seguida, um contabilizador registra e converte a quantidade de carga transferida em uma medida de crédito, por exemplo, valor de alguma moeda, cashback, crédito de carbono, pontos para uso específico como milhas, descontos em compras, etc. Com isso, a medida em que o sistema de gerenciamento da invenção é utilizado, a conversão da quantidade de carga em medidas de crédito incentiva o desenvolvimento sustentável, além de que o transporte se mostra mais eficiente nos aspectos logístico e energético, o que reflete em benefícios para o condutor e gestor de frota do sistema de transporte.

[0076] Adicionalmente, ainda que o plano logístico energético (10) seja definido para possuir uma energia excedente para ser transferida, o sistema de gerenciamento da invenção provê um modo de prioridade, em que, a energia excedente é utilizada pelo próprio sistema de transporte (1 ) ou pelo sistema/veículo que conduz o sistema de transporte (1 ). Para isso, em caso de necessidade, o modo de prioridade é ativado pela correlação (20) de configurações de operação (40), pelo condutor ou operador do sistema de transporte (1 ) e/ou gestor de frotas. Em uma concretização, com o modo de prioridade, quando o nível de combustível está baixo por conta da ocorrência de algum evento não planejado, podendo comprometer ou atrasar a entrega da carga transportada, o modo de prioridade é ativado. Em uma concretização de sistema (1 ) sendo um implemento frigorífico, o modo de prioridade é ativado quando o sistema de gerenciamento atualiza dados de clima, identificando temperaturas mais altas (e que impactam na carga transportada) do que as previstas no início do transporte, priorizando a alimentação do ambiente frigorífico. Para isso, o controlador (104) embarcado no sistema (1 ) identifica os dados climáticos em tempo de real e compara com os dados preditivos, obtidos previamente. Com isso, o controlador (104) verifica o nível de carga da bateria e correlaciona os dados de latitude, longitude e altitude com os dados climáticos atualizados, verificando se a relação altimetria da rota vs dados do clima atualizados impacta no consumo de carga, sendo capaz de prever o status de energia excedente ao se chegar a um ponto de parada (P).

[0077] Em um terceiro objeto, a presente invenção apresenta um veículo de transporte de carga (1 ) provido de ao menos uma fonte de energia (2), em que, o veículo de transporte de carga (1 ) é conduzido por ao menos um plano logístico energético (10), sendo o referido plano logístico energético (10) definido anteriormente no método de gerenciamento de energia, em que o veículo de transporte de carga (1 ) compreende um componente de transferência de energia.

[0078] Em uma concretização, o veículo de transporte de carga é um veículo elétrico (EV), híbrido (HEV) ou híbrido plug-in (PHEV). Em uma concretização adicional, o veículo de transporte de carga é provido de fonte de energia (2) sendo um entre painel fotovoltaico, sistema de regeneração em eixo trativo, dispositivo recarregável de armazenamento de energia elétrica (101 ), ou uma combinação entre os mesmos. Em uma concretização adicional, a fonte de energia (2) é um gerador conectado a uma bateria, em que, o gerador é mecânico, químico, térmico, luminoso, eólico, à base de célula de hidrogênio ou uma combinação entre os anteriores, de modo que o gerador transforma um tipo de energia em energia elétrica.

[0079] Com isso, um plano logístico energético (10) conduz o veículo (1 ), realizando transferências de energia em pontos de paradas (P) ao longo da trajetória definida pelo referido plano (10). Para tanto, o referido plano (10) se baseia em uma correlação (20) entre parâmetros do veículo (30) e configurações de operação (40).

[0080] Em uma concretização, a configuração de operação (40) se refere a um trecho de geração de energia (T) sendo um declive, onde há pontos de frenagem. Em uma concretização, o plano logístico energético (10) define desaceleração e frenagem de modo normal ou mesmo intenso para gerar ainda mais energia elétrica excedente. Assim, a energia excedente se refere a uma quantidade de carga definida para transferência. Em uma concretização, uma determinada quantidade de carga se refere a uma transferência parcial ou total da quantidade de carga definida.

[0081] Para transferência da quantidade de carga elétrica, um trocador de energia é disposto no ponto de parada (P). Em uma concretização, o veículo (1 ) possui um componente de transferência de energia, sendo capaz de se conectar com o trocador de energia. Em uma concretização, o dito trocador de energia é uma tomada conectada à rede elétrica, de modo que a energia elétrica, sendo proveniente do componente de transferência de energia, é entregue ou devolvida à rede elétrica. Em uma concretização, a tomada é uma estação de recarga dotada de tecnologia de fluxo energético bidirecional, permitindo a recarga ou recebimento de energia. Em uma concretização, a conexão entre o componente de transferência de energia e o trocador de energia é realizada por cabeamento, por indução eletromagnética, entre outros meios para troca de energia.

[0082] Ainda, em um quarto objeto, a presente invenção apresenta um método de gerenciamento de energia em veículo de transporte de carga (1 ) provido de uma fonte de energia (2) e um componente de transferência de energia, sendo este componente associável com um trocador de energia disposto em um ponto de parada (P), sendo que este método de gerenciamento de energia compreende a etapa de definição de uma quantidade de carga a ser transferida ao trocador de energia com base em um correlacionador (20) de configurações de operação (40); em que, a configuração de operação (40) é ao menos um parâmetro entre: dado de clima, dado de altimetria, ponto de frenagem, incidência de luz solar em rotas possíveis, e/ou uma combinação entre os mesmos; o correlacionador (20) define um plano logístico energético (10); e um controlador (104), provido do plano logístico energético (10) e embarcado no veículo de transporte de carga (1 ), executa o plano logístico energético (10), maximizando a quantidade de carga definida.

[0083] Para a invenção, o veículo (1 ) possui ao menos uma fonte de energia (2) instalada, que gera e/ou armazena uma quantidade de carga, e/ou alimenta eletrônica embarcada e motores elétricos do veículo (1 ). Em uma concretização, as fontes de energia (2) do veículo (1 ) compreendem uma ou mais unidades do mesmo tipo de fonte de energia ou uma combinação de tipos de fontes de energia entre: dispositivo recarregável de armazenamento de energia, por exemplo, uma bateria ou ultra-capacitor; um gerador, por exemplo, um painel fotovoltaico ou um eixo com sistema regenerativo de tração.

[0084] Com isso, um controlador (104), sendo embarcado no veículo de transporte de carga (1 ), gerencia a energia gerada a partir do recebimento de dados de geração de energia provenientes de cada uma das fontes de energia (2).

[0085] No estado da técnica, há soluções para gerenciamento de energia que utilizam dissipadores ou limitadores de energia, de modo que a energia excedente, possível de ser gerada, é descartada ou limitada, a fim de não ultrapassar um limiar do estado de carga (SoC) de dispositivos de armazenamento de energia. Ao invés disso, sendo a fonte de energia (2) capaz de gerar uma carga excedente, a presente invenção propõe que a energia excedente seja otimizada, tanto na geração da energia excedente quanto no direcionamento da energia excedente a meios externos ao veículo (1 ). A partir disso, o controlador (104) do veículo (1 ) é provido de um modelo para definição de uma quantidade de carga para transferência em pontos de parada (P), sendo este o plano logístico energético (10).

[0086] Em uma concretização, a quantidade de carga definida é uma energia excedente gerada pela fonte de energia (2) no veículo (1 ) conduzindo a carga transportada. Ou seja, a presente invenção desfruta da correlação carga transportada vs carga gerada, em que, a fonte de energia (2) do veículo gera uma carga à medida que o veículo realiza o transporte de carga. A partir disso, o método de gerenciamento da invenção oferece uma ponderação que define se o veículo (1 ) transporta mais ou menos carga para gerar mais ou menos energia elétrica. Ainda, uma outra ponderação oferecida pelo método está relacionada com o transporte de mais carga em rotas com mais trechos de geração de energia (T), ao passo que menos carga transportada em rotas com mais trechos de maior demanda de energia elétrica, como por exemplo, rotas com mais aclives solicitando tração auxiliar, e/ou menos incidência de luz solar.

[0087] Nesse sentido, a correlação carga transportada vs carga gerada objetiva resultar uma energia excedente, sendo maximizada seja para consumo/armazenamento no veículo (1 ) ou transferência em pontos de parada (P). Para isso, a etapa de definição da quantidade de carga a ser transferida a um trocador de energia disposto no ponto de parada (P) é baseada em um correlacionador (20) de configurações de operação (40). Em uma concretização, o correlacionador (20) é uma unidade de processamento de dados. Em uma concretização, o correlacionador (20) é operado em uma base local; um servidor em nuvem; e/ou no próprio veículo (1 ).

[0088] Em uma concretização, o correlacionador (20) é provido de um catálogo que apresenta parâmetros sejam relacionados a partes do próprio veículo (1 ), relacionados à carga transportada, ou relacionados energia gerada, consumida e/ou armazenada pelo veículo (1 ). Em uma concretização, a configuração de operação (40) se refere a um parâmetro de:

[0089] i) veículo aplicado no transporte de uma carga específica: modelo do veículo dentre caminhão, combinação de veículos de carga (CVC), tipos de implemento rodoviário ou ferroviário, além da especificação da carga sendo líquida, seca, inflamável ou perecível;

[0090] ii) eixos do veículo: eixos em contato com o solo, sendo providos com suspensores e/ou sistema de regeneração de energia;

[0091] iii) capacidade de carga: capacidade de geração de energia vinculada com a capacidade limite para o transporte de carga;

[0092] iv) rotas possíveis entre a origem e destino do veículo (1 ): rotas possuindo ao menos um ponto de parada (P) para transferência de uma quantidade de carga ao trocador de energia no ponto de parada (P), e trechos de geração de energia (T) com potenciais energéticos para geração de energia por ao menos uma das fontes (2) do veículo (1 ); e

[0093] v) condições de condução do veículo: direção assistida ou provida com algum nível de automação; tempo de descanso do condutor; tempo de resfriamento do veículo (1 ); tempo para manutenção para partes mecânica ou eletrônica do veículo;

[0094] Adicionalmente, em uma concretização, o parâmetro das rotas possíveis possui dados de clima, dados de altimetria, pontos de frenagem, dados de incidência de luz solar nas rotas possíveis, e/ou uma combinação entre os mesmos.

[0095] Em uma concretização, o correlacionador (20) recebe dados de condições climáticas, sejam momentâneas e/ou futuras, para as rotas possíveis nos dias previstos para o transporte da carga. Da mesma forma, em uma concretização, o correlacionador (20) recebe dados de trânsito e dados de condições das vias, sendo dados reais que podem implicar a diminuição de eficiência energética e logística para o transporte da carga.

[0096] Com isso, o correlacionador (20) define um plano logístico energético (10), traçando uma rota pré-definida para o veículo transportando a carga, de modo que fontes (2) do veículo geram e/ou armazenam uma energia excedente, sendo esta energia excedente definida como uma quantidade de carga para transferência em pontos de parada (P) previstos no plano logístico energético (10).

[0097] Para isso, o controlador (104), provido do plano logístico energético (10), executa-o, maximizando a quantidade de carga definida ao atualizar o plano logístico energético (10) por meio da atualização das configurações de operação (40) em tempo real e/ou utilização de configurações de operação (40) reais.

[0098] Em uma concretização, o correlacionador (20) define uma rota otimizada para geração de energia em trechos (T), seja por aumento de declives em maior número e inclinação conforme dados de altimetria, realizando frenagens mais vezes e com maior taxa de regeneração; ou por melhor estimativa de conversão da energia solar em energia elétrica, aproveitando incidência de luz solar durante tempos de descanso do condutor, descarregamento da carga transportada, descarga da energia excedente. Ainda para definir a rota otimizada, o correlacionador (20) considera também redução de gastos de energia, sendo a energia utilizada em pontos de parada (P) ao movimentar o veículo (1 ) de uma posição de inércia, em aclives para auxílio trativo pelo eixo do veículo (1 ), ou em ambiente de temperatura controlada de implementos frigoríficos ou contêineres refrigerados. Dessa maneira, o método de gerenciamento de energia da invenção provê um planejamento da energia que seja otimizado tanto logisticamente para entrega da carga transportada e da energia elétrica quanto energeticamente pela maximização da energia excedente gerada pelas fontes (2).

[0099] Em um quinto objeto, a presente invenção apresenta um sistema de gerenciamento de energia em veículo de transporte de carga (1 ), sendo que o veículo de transporte de carga (1 ), provido de ao menos uma fonte de energia (2), compreende um controlador (104) provido de um plano logístico energético (10), sendo o controlador (104) embarcado no veículo de transporte de carga (1 ); e um componente de transferência de energia, sendo o componente associável com um trocador de energia disposto em um ponto de parada (P) para transferência de uma quantidade de carga definida com base em um correlacionador (20) de configurações de operação; em que, a configuração de operação (40) é ao menos um parâmetro entre: dado de clima, dado de altimetria, ponto de frenagem, incidência de luz solar em rotas possíveis, e/ou uma combinação entre os mesmos; o correlacionador (20) define o referido plano logístico energético (10); e o controlador (104) executa o plano logístico energético (10), maximizando a quantidade de carga definida.

[0100] Em uma concretização, ainda que o veículo (1 ) não possua um gerenciamento de energia previsto para uma transferência externa de energia, a presente invenção possibilita implementação do método de gerenciamento em veículos providos de fontes de energia (2), pelo sistema de gerenciamento de energia como um kit de instalação ou um sistema de fábrica instalado por uma montadora do veículo (1 ).

[0101] Em uma concretização da correlação carga transportada vs carga gerada, a fonte de energia (2) gera uma carga elétrica à medida que o veículo é conduzido pelo plano logístico energético (10), transportando uma carga até seu destino.

[0102] Adicionalmente, em uma concretização, após o descarregamento da carga transportada, ainda que o veículo seja conduzido desprovido de peso no baú, implemento, carreta ou contêiner, o plano logístico energético (10) também prevê trechos (T) para geração de energia nas rotas possíveis do retorno do veículo (1 ). Dessa forma, a geração é ainda mais eficiente, uma vez que há menor perda de energia em aclives e/ou em ambiente de temperatura controlada do veículo (1 ), o que proporciona maior quantidade de carga definida como energia excedente. Assim, o veículo (1 ) transporta carga elétrica para transferência em pontos de parada (P), sendo a carga elétrica convertida em uma medida de crédito.

[0103] Portanto, a presente invenção apresenta uma pluralidade de benefícios para o condutor ao providenciar tempos de descanso previstos no plano logístico energético, para o gestor de frotas ao receber diferentes formas de crédito ao transferir energia gerada em estações ou para um outro veículo da frota, para o meio ambiente ao aproveitar energia excedente gerada durante o transporte de carga.

[0104] Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar uma das inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo sem limitar, o escopo da mesma.

Exemplo 1

[0105] A presente invenção desenvolvida neste exemplo compreende um sistema de gerenciamento de energia com objetivo de otimizar a geração de energia durante o transporte de cargas por veículos de modais rodoviário, ferroviário ou portuário.

[0106] Para isso, o sistema de gerenciamento se baseia em uma correlação (20) apresentada no diagrama esquemático mostrado na figura 1 , de modo que a correlação (20) é aplicada sobre parâmetros (30) relacionados ao veículo e sobre configurações (40) que incidem direta ou indiretamente na operação do veículo. Com isso, a referida correlação (20) resulta em um plano logístico energético (10).

[0107] Um dos parâmetros (30) trata das fontes de energia (2) embarcadas no veículo (1 ) sendo, para o exemplo, um painel fotovoltaico. Dessa forma, o veículo (1 ) estando carregado ou descarregado é capaz de gerar energia. Nesse sentido, a correlação (20) cruza rotas possíveis com dados de clima, de modo que a geração por painel fotovoltaico seja maximizada, obtendo uma energia excedente. Assim, ao final de cada dia, seguindo o plano logístico energético (10), o sistema de gerenciamento realiza descarga da energia excedente em estações de parada (P) providos de trocador de energia. Caso ainda haja incidência de luz solar, o veículo (1 ) estacionado na estação gera uma energia excedente adicional.

[0108] Adicionalmente, o sistema de gerenciamento considera que a transferência da energia excedente não acarrete prejuízos ou déficit para o funcionamento do veículo, seja para tração auxiliar em aclives ou alimentação da eletrônica embarcada do veículo. Dessa forma, a invenção proporciona benefícios pela conversão da energia transferida em valores de crédito, por exemplo, alguma forma de moeda, pontos em cartão, cashback, ou mesmo créditos de carbono ao reduzir emissão de poluentes por aproveitar energia que seria descartada ou não aproveitada.

[0109] Para o exemplo, o veículo (1 ) é ilustrado na figura 2 como um semirreboque dotado de um controlador (104) embarcado. O controlador (104) se comunica com as fontes de energia (2) do veículo (1 ) e com os sensores que fornecem dados para atualização dos parâmetros (30) e configurações (40), por consequência, atualização do plano logístico energético (10). Ainda, a correlação (20) que define o referido plano (10) é processada remotamente, incluindo dados externos ao veículo como as rotas possíveis, dados em tempo real de trânsito e clima, trechos (T) com potencial para geração de energia a exemplo de declives e regiões com alta incidência de luz solar.

[0110] Dessa maneira, o sistema maximiza a geração de energia elétrica excedente a ser transferida no ponto de parada (P). Além disso, o plano logístico energético (10) prevê gasto de energia para tracionar o veículo (1 ) em aclives, otimizando geração e também consumo de energia por eixo provido com sistema de regeneração. Assim, em um instante (S), um controlador (104) executando o plano logístico energético (10) confirma que a quantidade de energia gerada é suficiente para superar o aclive e, ainda assim, possuir uma energia excedente para transferência no ponto de parada (P).

[0111] De forma análoga, em trechos de geração de energia (T) sendo declives como ilustrado na figura 3, o plano logístico energético (10) traça pontos de frenagem, intensificando desacelerações para aumentar taxa de regeneração em ao menos um dos eixos do veículo (1 ) provido com sistema de regeneração, sendo este eixo em destaque dentre os eixos do semirreboque na figura 3. Para o exemplo, a energia excedente é armazenada em baterias que alimentam o veículo (1 ). Caso o sistema de gerenciamento do exemplo identifique antecipadamente ou em tempo real que o estado de carga (SoC) de todas as baterias possa atingir um máximo seguro para armazenar a energia excedente, o plano logístico energético (10) busca por rotas que possuam pontos de parada (P) para transferência de energia elétrica, decrescendo o SoC. De outra forma, ao identificar geração de uma energia que não possui previsão de utilização durante o transporte, o referido plano (10) indica um ponto de parada (P) para descarga parcial ou total, sendo o ponto de parada (P) mais próximo da localização atual do veículo ou um veículo terceiro que receba a dita energia excedente como recarga de bateria. Assim, a presente invenção possibilita que um provável descarte ou desaproveitamento de energia seja convertido em benefícios comerciais e ambientais ao possibilitar uso da energia excedente.

[0112] Além disso, a presente invenção possibilita redução de custos de tarifas de energia ao empregar a tecnologia V2G, de forma eficiente e otimizada, seja:

[0113] i) em momentos de maior demanda da rede elétrica, como em horários de pico (por exemplo, entre 18h e 21 h) quando os sistemas de transporte (1 ) da invenção contribuem com tais demandas por energia ao estarem conectadas nos pontos de parada (P); ou

[0114] ii) em momentos de menor demanda da rede elétrica quando o algoritmo (21 ) indica ao sistema de transporte (1 ) para gerar energia inclusive excedente; estacionar realizando recarga das baterias (101 ); e/ou estacionar aguardando horários de pico da rede elétrica. [0115] Como pode ser visto na figura 4, um controlador (104) é embarcado no veículo de transporte (1 ), sendo conectado a fontes de energia (2), por exemplo, uma bateria (101 ). Assim, a bateria (101 ) armazena energia para consumo do veículo (1 ) pela alimentação elétrica em corrente contínua ou em corrente alternada. Para isso, o controlador (104) é comunicante com um inversor (116) que realiza a transformação entre tensão alternada e tensão contínua. Ainda a bateria (101 ) é capaz de armazenar energia excedente para transferência em pontos de parada (P), onde uma fonte de energia externa (103) recebe a referida energia excedente. Para o exemplo, a composição química da bateria (101 ) é da família de bateria de fosfato de lítio ferro, conhecida como LiFeP04. Ainda, outras famílias de baterias também possuem aplicabilidade na presente invenção.

Exemplo 2

[0116] Este exemplo apresenta um sistema de gerenciamento de energia em veículo (1 ), sendo que o veículo (1 ) é um caminhão ou semirreboque, sendo do tipo frigorífico, formando um conjunto CVC (1 ).

[0117] Como também pode ser visto na figura 4, o veículo e sua caixa de carga frigorífica são alimentados eletricamente de forma auxiliar e individual pela fonte de alimentação, sendo um conjunto de baterias (101 ). O fornecimento de energia auxiliar para refrigeração da caixa de carga já é mostrado pelo documento US2008174174, sendo o dito fornecimento também direcionado para tração auxiliar em momentos de maior demanda de torque como em aclives. Adicionalmente, o controlador (104) define modos de operação que a fonte de alimentação fornece individualmente ao veículo e à caixa de carga frigorífica, com base em dados de georrefenciamento. Ainda, o controlador (104) executa um plano logístico energético (10), definindo quantidades de carga como energias excedentes para transferência em pontos de parada (P) ao longo da trajetória também definida pelo referido plano (10). A partir disso, a presente invenção define cada quantidade de carga excedente por meio da correlação entre configurações de operação (40), maximizando eficiência energética ao aproveitar e não descartar energia.

[0118] As configurações de operação (40) se referem a um conjunto de parâmetros relacionados à eficiência energética e logística, assim, correlacionado à relação carga elétrica vs carga transportada pelo conjunto CVC (1 ). Dentre os parâmetros estão:

[0119] i) rotas possíveis possuindo pontos de parada (P) com trocador de energia sendo receptor de energia, ou veículos/dispositivos de armazenamento que possam receber energia elétrica;

[0120] ii) tipo de condução: direção autônoma ou assistida, sendo relacionada com tempo de concentração e descanso do condutor;

[0121] iv) trechos de geração de energia (T) nas rotas possíveis: locais com potenciais energéticos para cada uma das fontes disponíveis no conjunto CVC (1 )

[0122] v) tempo máximo do sistema de transporte de carga (1 ) nos pontos de parada (P): prazo de entrega, data de validade de cargas perecíveis, ou seja, o tempo em que o sistema de transporte de carga (1 ) pode ficar estacionado nos pontos de parada (P), sendo este tempo em função da carga transportada;

[0123] vi) trechos de geração de energia (T) nas rotas possíveis: locais com potenciais energéticos para geração de energia por uma das fontes (2) ou uma combinação das fontes (2) disponíveis no conjunto CVC (1 ) aplicadas em um contexto, como por exemplo, de aclives ou declives e/ou trechos com maior incidência de luz solar historicamente.

[0124] Em vista do conceito da invenção que objetiva a otimização tanto logística quanto energética para o transporte de carga relacionado com a geração de energia, o correlacionador (20) cruza os trechos (T) com diferentes dados que correspondem aos tipos de fontes disponíveis no conjunto CVC (1 ). Assim, o correlacionador (20) é atualizado por dados em tempo real ou atualizados com relação a condições climáticas, trânsito, e incidência de luz solar, abrangendo condições favoráveis à geração de energia por painéis fotovoltaicos. Ainda, dados de altimetria corroboram para identificação de pontos de frenagem, onde eixos com sistema de regeneração são acionados para regeneração de energia em declives.

[0125] Adicionalmente, as configurações de operação (40) abrangem também horários de pico/maior demanda da rede elétrica, de modo que a rede elétrica possa receber energia do conjunto CVC (1 ) por meio do trocador de energia. Com isso, o plano logístico pode ser gerado, também, para que, em horários de maior demanda de energia, o veículo esteja devolvendo energia para a rede elétrica.

[0126] As figuras 5 a 7 mostram outras fontes de energia (2) associadas ao conjunto CVC (1 ). Assim, além das baterias (101 ), um sistema de frenagem regenerativa (110) alimenta o conjunto CVC (1 ) ao captar energia dissipada nas frenagens e armazená-la nas baterias (101 ); e um sistema de painéis fotovoltaicos (100) é conectado na parte superior externa da caixa de carga, captando energia solar e armazenando-a nas baterias (101 ).

[0127] A figura 5 mostra um diagrama de uma exemplificação do sistema de gerenciamento de energia, em que o sistema de painéis fotovoltaicos (100) possui um controlador de energia solar (1 19) próprio, que interage com o controlador (104), por sua vez, conectado com o segundo inversor (1 18), de modo que o controlador (104) direciona a energia provinda do sistema de painéis fotovoltaicos (100) para armazenamento nas baterias (101 ) e/ou para alimentar o aparelho de refrigeração (117) passando pelo segundo inversor (1 18).

[0128] A figura 6 mostra um diagrama de uma exemplificação do sistema de gerenciamento de energia, em que o sistema de frenagem regenerativa (1 10) interage com um inversor (1 16), de modo que o controlador (104) direciona a energia provinda do sistema de frenagem regenerativa (1 10) para armazenamento nas baterias (101 ) e/ou para alimentar o aparelho de refrigeração (1 17), passando pelo inversor (116).

[0129] A figura 7 mostra um diagrama de uma exemplificação do sistema de gerenciamento de energia, onde as baterias (101 ) são alimentadas por um sistema de painéis fotovoltaicos (100) e também por um sistema de frenagem regenerativa (1 10), de modo que o controlador (104) também direciona a energia provinda do sistema de frenagem regenerativa (110) e/ou do sistema de painéis fotovoltaicos (100) para armazenamento nas baterias (101 ) e/ou para alimentar o aparelho de refrigeração (1 17) passando pelo respectivo inversor (1 16) ou segundo inversor (1 18).

[0130] Ainda, o sistema de gerenciamento de energia ilustrado na figura 8 pode ser aplicado para veículos de transporte de carga em geral, onde as baterias (101 ) são alimentadas por um sistema de painéis fotovoltaicos (100) e também por um sistema de frenagem regenerativa (110), de modo que o controlador (104) também direciona a energia provinda do sistema de frenagem regenerativa (1 10) e/ou do sistema de painéis fotovoltaicos (100) para armazenamento nas baterias (101 ), que alimentam sistemas do veículo, por exemplo, motores elétricos, eletrônica embarcada, sistema de resfriamento, etc. [0131 ] Além disso, as figuras 4 a 8 mostram as linhas de tensão alternada, tensão contínua e comunicação de dados, conectando o controlador (104), as fontes de energia (2) e os inversores (116 e 1 18).

[0132] Ademais, pode ser vista nas figuras 4 a 8 uma fonte de energia externa (103), que permite o fluxo energético bidirecional, isto é, a fonte de energia externa (103) tanto envia carga elétrica recarregando baterias (101 ) quanto recebe carga elétrica pela transferência de energia proveniente das fontes de energia (2) sendo: baterias (101 ), sistema de painéis fotovoltaicos (100) e/ou sistema de frenagem regenerativa (110). Para o exemplo, a fonte de energia externa (103) é uma rede elétrica do tipo Smart Grid.

[0133] Ainda, a fonte de energia externa (103) é disponibilizada em uma estação de recarga de bateria, mantendo a carga refrigerada, além de recarregar as baterias (101 ), quando o conjunto CVC (1 ) está estacionado na estação. Adicionalmente, a presente invenção permite que, quando há uma energia excedente definida pelo plano logístico energético (10) como uma energia não utilizada ao longo do transporte da carga, a energia excedente é transferida para a fonte de energia externa (103). Com isso, a energia transferida é contabilizada e convertida em um crédito como valor em moeda ou créditos de carbono.

Exemplo 3

[0134] Este exemplo da presente invenção apresenta um algoritmo de balanceamento (21 ) que considera os dados de parâmetros (30) e configurações de operação (40); o plano logístico energético; e fatores externos (como dados de monetização, operações financeiras, informações do cliente ou frota) para a geração de indicadores (22) auxiliares ao gestor ou empresa gestora da frota. Além disso, este algoritmo (21 ) fornece os indicadores calculados como um feedback para o correlacionador (20), que pode ou não utilizá-los para aprimorar o plano logístico energético. Com os referidos indicadores (22), o gestor da frota pode decidir por redefinir/modificar os parâmetros (30) previamente selecionados, uma vez que estes indicadores (22) visam contribuir para que o transporte ocorra com benefício ao meio ambiente e com benefício financeiro do gestor da frota. Para o exemplo, os parâmetros (30) são compostos por um conjunto de recursos (11 ) disponíveis, que é formado por uma frota de veículos comerciais de diferentes modelos, cargas para transporte de diferentes características com relação ao conteúdo e distribuição de peso, e geradores de energia (2) dos tipos: sistema de frenagem regenerativa (110), célula de hidrogênio e sistemas de painéis fotovoltaicos (100), entre outros. A partir disso, o plano logístico energético (10) definido com base na correlação (20) entre as configurações de operação (40) e o conjunto de recursos (11 ) pode ser alterado e/ou redefinido após as considerações dos indicadores (22) providos pelo algoritmo (21 ).

[0135] Alternativamente, o referido algoritmo (21 ) é executado previamente à decisão/ao resultado do correlacionador (20). Neste contexto, o algoritmo (21 ) verifica quais os recursos (11 ) de transporte estão disponíveis e verifica quais os parâmetros (40) para se alcançar um determinado destino. Com base nisso, o algoritmo (21 ) gera os indicadores (22) ao gestor da frota/usuário indicando as opções mais otimizadas para a disposição do sistema de transporte (1 ). Com os parâmetros (30) reselecionados com base nos indicadores (22), o correlacionador (20) gera o referido plano logístico energético (10).

[0136] O referido algoritmo (21 ) é desenvolvido previamente e composto por uma sequência de ações definidas com base em parâmetros estatísticos pré- calculados. Alternativamente, o algoritmo (21 ) é um modelo de aprendizagem de máquina previamente treinado e sendo realimentado com os dados do plano logístico energético (10).

[0137] Assim, o algoritmo (21 ) indica ao gestor as seguintes opções do conjunto de recursos (1 1 ) - não limitativo a estes:

[0138] i) porcentagem da carga a ser transportada: totalidade, parcial ou dividida com outro veículo;

[0139] ii) distribuição do peso da carga no sistema de transporte (1 ): disposição homogênea ou disposição concentrada sobre eixos no solo e/ou providos de sistema de frenagem regenerativa (110);

[0140] iii) especificação de veículo comercial: número/modelo de implementos ou número de conjuntos CVC para transportar a carga total ou dividida entre diferentes veículos; e

[0141] iv) especificação do gerador de energia (2): número/modelo de sistemas de frenagem regenerativa (1 10), células de hidrogênio e de sistemas de painéis fotovoltaicos (100) utilizados em cada veículo.

[0142] Dessa forma, a presente invenção, pela implementação do algoritmo (21 ), auxilia na otimização do plano logístico energético (10), contribuindo para o meio ambiente ao aproveitar energia excedente que seria descartada/desperdiçada, além de trazer benefícios do ponto de vista econômico ao prover o balanceamento entre carga transportada (física) e carga elétrica, isto é, o dito balanceamento proporciona tanto uma solução logística para o transporte da carga quanto uma solução energética para fornecimento de energia elétrica, esta última cada vez mais valorizada. Neste contexto, o veículo (1 ) pode ser capaz de transportar apenas carga elétrica, a depender de sua aplicação e/ou necessidade.

[0143] Para isso, conforme exemplo ilustrado no fluxograma da figura 9, o plano logístico energético (10) é definido a partir da correlação (20) entre as configurações de operação (40) e parâmetros (30) do sistema de transporte de carga (1 ) formado pelo conjunto de recursos (11 ). Em seguida, a execução do algoritmo (21 ) resulta em indicadores (22) para uma composição ótima do sistema de transporte (1 ), ou seja, os indicadores (22) mostram outras opções com relação à porcentagem da carga a ser transportada, distribuição do peso da carga dentro do veículo, especificação do modelo de veículo utilizado e especificação dos geradores de energia (2) que podem ser embarcados. Assim, os indicadores (22) são comunicados à correlação (20), influenciando na atualização do plano logístico energético (10), caso o operador deseje aceitar totalmente ou parcialmente as indicações (22) geradas.

[0144] Um outro indicador (22) calculado pelo algoritmo é a relação econômica entre carga transportada vs carga gerada. Para o cálculo deste indicador (22), o algoritmo (21 ) considera, como um fator externo, uma determinada cotação que influencia nesta decisão, onde o indicador (22) é gerado em uma das seguintes formas, com maior compensação econômica/financeira para o gestor: carga transportada carga gerada ou carga gerada carga transportada

[0145] em que, a primeira forma é utilizada quando o retorno financeiro (ou lucro/receita) para o transporte de carga é maior (ou mais compensatório) do que o retorno da carga gerada - e subsequentemente devolvida à rede elétrica. Já a segunda forma é utilizada quando o potencial retorno financeiro sobre a carga gerada, através da devolução da energia excedente à elétrica, é maior do que o retorno previsto a partir da carga transportada. Assim, os indicadores (22) do algoritmo (21 ) auxiliam em uma decisão, verificando se vale mais gerar energia do que transportar carga, ou o inverso, possibilitando gerar um balanço entre os mesmos, considerando uma determinada cotação, por exemplo, valor do quilowatt (kWh) devolvido para a rede elétrica.

[0146] Com isso, o algoritmo (21 ) resulta na orientação da composição tanto para o veículo a ser carregado como para o veículo a ser descarregado ou já descarregado. Quando a cotação de quilowatt (kWh) está em alta, vale mais gerar do que transportar, assim o indicador (22) sugere redução da carga transportada e aumento do número de geradores de energia (2) embarcados como limite máximo de eixos dotados de sistema de frenagem regenerativa (1 10) e painéis fotovoltaicos (100), gerando o máximo de energia excedente.

[0147] Desse modo, o algoritmo (21 ) orienta na composição do sistema de transporte de carga (1 ), sugerindo, por exemplo, mais ou menos carga para transporte, adição ou retirada de eixos providos com sistema de frenagem regenerativa (110), além de painéis fotovoltaicos (100), sendo esta composição atrelada aos dados de altimetria e condições climáticas para verificar presença de locais com declives/aclives/incidência de luz solar com potencial para geração de energia ou com maior demanda de energia. Esta combinação entre os indicadores (22) e o plano (10) permite auxiliar o gestor da frota em situações onde o veículo (1 ) acaba por trafegar descarregado - e.g., quando descarregou uma carga ou quando está indo buscar uma carga. Com isso, os indicadores (22) e o plano (10) são gerados para permitir que o veículo gere alguma energia maximizando o retorno financeiro e gerando créditos para o gestor da frota.

[0148] Adicionalmente, para o sistema (1 ) carregado, o algoritmo (21 ) aponta indicadores (22) para alterar o número de eixos em contato com o solo, suspendendo eixos e modificando a carga por eixo no solo. Para rotas com menor potencial de geração energética por frenagem regenerativa, os indicadores (22) mostram uma utilização reduzida de eixos com sistema de frenagem regenerativa, podendo estes ser mais utilizados com foco na tração auxiliar, ao contrário de rotas com elevado potencial energético por frenagens em declives. [0149] A partir disso, uma unidade de decisão (50) aceita as orientações e sugestões baseadas nos indicadores (22) do algoritmo (21 ). Para o exemplo, a unidade de decisão (50) é um operador ou gestor de frotas em um local remoto. Alternativamente, a unidade de decisão (50) é uma unidade de processamento em nuvem que toma decisões, de forma autônoma para modificar o sistema de transporte (1 ).

[0150] Assim, para um semirreboque carregado e com três eixos em um cenário mais favorável economicamente ao transporte da carga, os indicadores (22) do algoritmo (21 ) mostram a utilização de apenas um sistema de frenagem regenerativa (1 10) em dos eixos do semirreboque, fornecendo tração auxiliar em aclives. Caso condições climáticas mostrem alta incidência solar, os indicadores (22) sugerem a utilização de painéis solares (100). Para o retorno do semirreboque já descarregado, os indicadores (22) sugerem a utilização de ao menos uma fonte de geração de energia elétrica. Em casos em que o retorno financeiro através da geração de energia elétrica esteja mais favorável, os indicadores sugerem utilizar mais fontes de alimentação (como maior número de eixos regenerativos, painéis solares, etc.) e transportar menor quantidade de carga (para que o peso do veículo não demande o uso desta energia gerada). Ainda neste último cenário, os indicadores (22) sugerem uma rota alternativa mais energeticamente eficiente, com maior número de declives e trafegar por regiões e horários com maior incidência de luz solar. Na medida em que a unidade de decisão (50) aceita as sugestões do algoritmo de balanceamento (21 ), a correlação (20) considera os novos parâmetros (30) do sistema de transporte (1 ) formado e as configurações de operação (40) atualizadas para redefinir o plano logístico energético (10).

[0151] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes e alternativas, abrangidas pelo escopo das reivindicações a seguir.